Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến xâm nhập mặn trong sông vùng ven biển tỉnh nghệ an

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN XÂM NHẬP MẶN
TRONG SÔNG VÙNG VEN BIỂN TỈNH NGHỆ AN

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

HOÀNG NGỌC VỆ

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI
KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN XÂM NHẬP MẶN
TRONG SÔNG VÙNG VEN BIỂN TỈNH NGHỆ AN

HOÀNG NGỌC VỆ

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC
MÃ SỐ: 60440224
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS TRẦN HỒNG THÁI

HÀ NỘI, NĂM 2017

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS. Trần Hồng Thái

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS. Trần Thanh Tùng

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Kiên Dũng

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 27
tháng 10 năm 2017


i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi tên là: Hồng Ngọc Vệ
MSSV: 1598010047
Hiện đang là học viên lớp CH1T – Ngành Thủy văn – Khoa Khí tượng Thủy
văn – Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và
nước biển dâng đến xâm nhập mặn trong sông vùng ven biển tỉnh Nghệ An”
Tôi xin cam đoan: Đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân, được thực hiện
dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Hồng Thái. Các nội dung nghiên cứu, kết quả
trong đề tài này là trung thực và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào
trước đây. Các số liệu, tài liệu được thu thập từ các nguồn khác nhau và có ghi rõ
trong phần tài liệu tham khảo, có trích dẫn và có ghi rõ nguồn gốc.

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về
nội dung nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 7 tháng 8 năm 2017
Học viên thực hiện

Hoàng Ngọc Vệ


ii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành nhất đến PGS.TS. Trần Hồng Thái
– Phó Tổng giám đốc Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia đã tận tình giúp đỡ,
chỉ bảo, truyền đạt về kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng làm việc cho tôi hồn thành
luận văn này.
Tơi chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và các thầy cô Trường Đại học Tài
Nguyên và Mơi Trường Hà Nội đã hết lịng truyền đạt cho tôi những kiến thức, kinh
nghiệm quý báu trong thời gian học tại Trường và tạo mọi điều kiện giúp tôi hoàn
thành luận văn. Xin gửi lời cảm ơn đến các bạn học viên cao học Thủy văn khóa 1
đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ, động viên, khuyến khích tơi trong suốt thời gian học
tập và thực hiện luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo và các anh, chị công tác tại Trung
tâm Tư vấn, Dịch vụ Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu – Viện Khoa học Khí
tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi trong quá
trình làm luận văn.
Mặc dù đã nỗ lực hết mình nhưng trong quá trình nghiên cứu và làm việc tơi
khơng thể khơng tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp từ các thầy cơ và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin kính chúc q các thầy, cơ, anh, chị dồi dào sức khỏe và đạt được nhiều
thành công hơn nữa trong những công việc sắp tới.

3

MỤC LỤC
LỜI

CAM

ĐOAN

.......................................................................................................i LỜI CẢM ƠN
............................................................................................................ii MỤC LỤC
................................................................................................................ iii DANH
MỤC VIẾT TẮT .......................................................................................... v DANH
MỤC

BẢNG

.................................................................................................vi

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... viii
TĨM TẮT LUẬN VĂN ............................................................................................ x
MỞ
ĐẦU
.................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ................................................... 4
1.1 Các khái niệm liên quan ........................................................................................
4
1.1.1 Biến đổi khí hậu................................................................................................4
1.1.2

Nước
dâng.................................................................................................4

biển

1.1.3 Kịch bản BĐKH ................................................................................................. 4
1.1.4 Độ mặn ...............................................................................................................
4
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước ..........................................
4
1.2.1 Tổng quan kết quả nghiên cứu quốc tế ..........................................................4
1.2.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu trong nước ..................................................6
1.3 Tổng quan các điều kiện tự nhiên [21]................................................................ 10
1.3.1 Vị trí địa lý ...................................................................................................... 10
1.3.2
Địa
...........................................................................................................11

hình

1.3.3
Địa
...........................................................................................................12

chất

1.3.4
nhưỡng.....................................................................................................12

Thổ

1.3.5. Thực vật .........................................................................................................13


4

1.3.6 Đặc điểm chung của khí hậu ............................................................................
13
1.3.7 Hiện trạng tài nguyên nước .............................................................................
18
1.3.8 Hiện trạng xâm nhập mặn khu vực nghiên cứu ...............................................
26
1.4 Tổng quan các điều kiện kinh tế xã hội .............................................................. 29


5

1.4.1 Tình hình phát triển kinh tế năm 2016 [21] ..................................................... 29
1.4.2 Định hướng phát triển kinh tế xã hội đến năm 2020 [5] ............................32
1.4.3. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp ...........................................................37
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................ 39
2.1 Phương pháp mơ hình tốn thủy văn, thủy lực ...................................................
39
2.1.1 Giới thiệu mơ hình............................................................................................ 39
2.1.2. Thiết lập mơ phỏng.......................................................................................... 44
2.1.3. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình MIKE 11 ........................................... 49
2.2. Kịch bản BĐKH cho khu vực nghiên cứu .......................................................... 53
2.3 Dữ liệu phục vụ nghiên cứu ................................................................................ 54
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH VÀ
NƯỚC BIỂN DÂNG ĐẾN XÂM NHẬP MẶN VÙNG VEN BIỂN NGHỆ AN 57

3.1 Tác động BĐKH đến chế độ xâm nhập mặn ...................................................... 57
3.2 Tác động BĐKH đến chiều sâu xâm nhập mặn trên các sông ............................ 62
3.3 Tác động của xâm nhập mặn đến sử dụng đất nông nghiệp ...............................
64
3.4. Giải pháp ............................................................................................................ 82
3.4.1. Các biện pháp ứng phó hiện tượng xâm nhập mặn ........................................
82
3.4.2. Các giải pháp ứng phó .................................................................................... 83
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 88
PHỤ LỤC


6

DANH MỤC VIẾT TẮT
STT

KÝ HIỆU

1

LUC

2

LUK

3

LUN

4

COC

5

BHK

6

NHK

7

LNC

8

LNQ

9

LNK

10

RSN

11

RST

12

RSK

13

RSM

14

RPN

15

RPT

16

RPK

17

RPM

18

RDN

19

RDT

20

RDK

21

RDM

22

TSL

23

TSN

24

LMU

25

NKH

26

BĐKH

27

ĐBSH

28

ĐBDHMT

29

ĐBSCL

30

XNM

31

QH

NỘI DUNG

Đất chuyên trồng lúa nước
Đất trồng lúa nước còn lại
Đất trồng lúa nương
Đất cỏ dùng vào chăn nuôi

Đất bằng trồng cây hàng năm khác
Đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác
Đất trồng cây công nghiệp lâu năm
Đất trồng cây ăn quả lâu năm
Đất trồng cây lâu năm khác
Đất có rừng tự nhiên sản xuất
Đất có rừng trồng sản xuất
Đất khoanh nuôi phục hồi rừng sản xuất
Đất trồng rừng sản xuất
Đất có rừng tự nhiên phịng hộ
Đất có rừng trồng phịng hộ
Đất khoanh ni phục hồi rừng phịng hộ
Đất trồng rừng phịng hộ
Đất có rừng tự nhiên đặc dụng
Đất có rừng trồng đặc dụng
Đất khoanh ni phục hồi rừng đặc dụng
Đất trồng rừng đặc dụng
Đất nuôi trồng thủy sản nước lợ, mặn
Đất nuôi trồng thủy sản nước ngọt
Đất làm muối
Đất nơng nghiệp khác
Biến đổi khí hậu
Đồng bằng sông Hồng
Đồng bằng duyên hải Miền trung
Đồng bằng sông Cửu Long
Xâm nhập mặn
Quy hoạch


7

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Tổng số giờ nắng trung bình năm (giờ) thời kỳ 1985 - 2015 .................. 13
Bảng 1.2 Nhiệt độ khơng khí trung bình tháng năm (0C) thời kỳ: 1985 - 2015...... 14
Bảng 1.3. Độ ẩm tương đối trung bình tháng năm (%) thời kỳ: 1985 - 2015........... 15
Bảng 1.4. Tốc độ gió trung bình tháng năm (m/s) thời kỳ: 1985 - 2015 .................. 15
Bảng 1.5. Lượng bốc hơi bình quân tháng trung bình nhiều năm (mm) thời kỳ:
1985 - 2015 ............................................................................................................... 16
Bảng 1.6. Mực nước triều lớn nhất trung bình tháng ...............................................
17
Bảng 1.7. Mực nước triều trung bình tháng .............................................................
17
Bảng 1.8. Mực nước triều nhỏ nhất trung bình tháng ...............................................
17
Bảng 1.9. Chênh lệch mực nước lớn nhất của các đặc trưng mực nước triều
trong nhiều năm tại Cửa Hội
.............................................................................................. 18
Bảng 1.10. Lượng mưa trung bình tháng, năm tại một số trạm (mm) ......................
19
thời kỳ: 1985 - 2015 .................................................................................................. 19
Bảng 1.11. Tổng lượng dòng chảy năm trên lưu vực sông Cả ................................. 24
thời kỳ: 1985 – 2015 ................................................................................................. 24
Bảng 1.12. Lưu lượng trung bình tháng năm trung bình nhiều năm tại một số vị trí
trên sơng Cả (m3/s) thời kỳ: 1985 - 2015 ..................................................................
25
Bảng 1.13. Đặc trưng dịng chảy mùa kiệt trên lưu vức sơng Cả ............................. 26
Bảng 1.14. Thống kê các trị số đặc trưng của độ mặn mùa kiệt điểm đo mặn Bến
Thủy từ năm 1991 - 2017 ..........................................................................................
26
Bảng 1.15. Dự kiến đàn gia súc, gia cầm năm 2020 ................................................. 34

Bảng 1.16. Diện tích ni trồng thủy sản giai đoạn 2020......................................... 35
Bảng 1.17. Quy hoạch sử dụng đất đến 2020 ...........................................................
36


8

Bảng 1.18. Hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp năm 2014 tỉnh Nghệ An ...............
37
Bảng 2.1. Thống kê tểu lưu vực gia nhập vào khu giữa .......................................... 45
Bảng 2.2. Các vị trí lấy nước trên lưu vực ................................................................ 46
Bảng 2.3. Kết quả hiệu chỉnh thủy lực mùa kiệt năm 1989 ...................................... 50


vii
Bảng 2.4. Kết quả hiệu chỉnh xâm nhập mặn năm 1989 .......................................... 50
Bảng 2.5. Kết quả kiểm định thủy lực năm 2001 ..................................................... 51
Bảng 2.6. Kết quả kiểm định mặn tại một số trạm năm 2001................................... 51
Bảng 2.7. Biến đổi của nhiệt độ (oC) và lượng mưa (%) so với thời kỳ cơ sở ........ 53
Bảng 2.8. Độ cao mực nước biển dâng theo các thời kỳ tương lai ........................... 53
kịch bản RCP4.5........................................................................................................ 53
Bảng 2.9. Lưu lượng trung bình tháng các thời kỳ tại các trạm thủy văn theo kịch
bản RCP 4.5 .............................................................................................................. 55
Bảng 2.10: Tỉ lệ thay đổi giá trị lưu lượng trung bình tháng (%) giữa các thời kỳ
tương lai với thời kỳ nền tại các trạm thủy văn lưu vực sông Cả kịch bản RCP 4.5 55
Bảng 3.1. Kết quả dự báo mực nước, mặn theo các thời kỳ tương lai sông Cả........ 57
Bảng 3.2. Chiều sâu xâm nhập mặn trên các sông theo các thời kỳ ......................... 59
Bảng 3.3. Chênh lệch khoảng cách xâm nhập mặn các thời kỳ tương lai so với thời
kỳ nền ........................................................................................................................
62

Bảng 3.4. diện tích có khả năng bị ảnh hưởng bởi xâm nhập mặn của các huyện qua
các thời kỳ tương lai ..................................................................................................
65
Bảng 3.5. Tỉ lệ diện tích các xã bị ảnh hưởng xâm nhập mặn theo các thời kỳ (%) 66
Bảng 3.6. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp bị ảnh hưởng xâm nhập mặn theo
các thời kỳ tương lai dưới tác động của BĐKH (%)................................................. 77
Bảng 3.7. Tỉ lệ gia tăng diện tích các loại đất nơng nghiệp có thể bị ảnh hưởng xâm
nhập mặn theo các giai đoạn tương lai do BĐKH so với thời kỳ nền (%) ............... 78


8

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ tính tốn, đánh giá tác động của của nước biển dâng đến xâm
nhập mặn ở các huyện ven biển. ...............................................................................
10
Hình 1.2. Bản đồ hành chính tỉnh Nghệ An .............................................................. 11
Hình 1.3 Biểu đồ đường xu thế đỉnh mặn max theo các năm ..................................
28
Hình: 1.4 Biểu đồ đường xu thế giá trị trung bình đỉnh mặn lớn nhất của các tháng
mùa kiệt trong các năm .............................................................................................
28
Hình 2.1. Các ứng dụng trong kết nối tiêu chuẩn .................................................... 41
Hình 2.2. Một ứng dụng trong kết nối bên ................................................................
42
Hình 2.3. Một ví dụ trong kết nối cơng trình ............................................................ 42
Hình 2.4. Mạng thủy lực mùa kiệt trên các sơng trong mơ hình MIKE 11 ............... 48
Hình 2.5. Sơ đồ mơ phỏng kết nối mơ hình 1-2D...................................................... 49
Hình 3.1. Ranh giới xâm nhập mặn thời kỳ nền trên tỉnh Nghệ An .......................... 61
Hình 3.2. Ranh giới xâm nhập mặn thời kỳ (2016-2035) trên tỉnh Nghệ An............ 61

Hình 3.3. Ranh giới xâm nhập mặn thời kỳ (2046-2065) trên tỉnh Nghệ An............ 62
Hình 3.4. Ranh giới xâm nhập mặn thời kỳ (2080-2099) trên tỉnh Nghệ An............ 62
Hình 3.5. Sự gia tăng tỉ lệ diện tích có khả năng bị ảnh hưởng bởi XNM của các
huyện qua các thời kỳ tương lai so với thời kỳ nền...................................................
66
Hình 3.6. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 4‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Diễn Châu................... 70
Hình 3.7. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 1‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Diễn Châu................... 70
Hình 3.8. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 4‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Nghi Lộc ..................... 72
Hình 3.9. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 1‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Nghi Lộc ..................... 72


9

Hình 3.10. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 4‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Quỳnh Lưu ..................
73


10

Hình 3.11. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 1‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện Quỳnh Lưu .................. 73
Hình 3.12. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 4‰ qua các thời kỳ tương lai tại TP.Vinh ................................. 75
Hình 3.13. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 1‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện TP.Vinh ....................... 75

Hình 3.14. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 4‰ qua các thời kỳ tương lai tại TX.Cửa Lị ............................. 76
Hình 3.15. Tỉ lệ diện tích sử dụng đất nơng nghiệp có nguy cơ bị ảnh hưởng bởi
XNM theo ngưỡng 1‰ qua các thời kỳ tương lai tại huyện TX.Cửa Lò .................. 76


11

TĨM TẮT LUẬN VĂN
+ Họ và tên học viên: Hồng Ngọc Vệ
+ Lớp: CH1T

Khoá: 1

+ Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Trần Hồng Thái
+Tên đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và nước
biển dâng đến xâm nhập mặn trong sông vùng ven biển tỉnh Nghệ An’’
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Đánh giá tác động của BĐKH và nước biển dâng đến xâm nhập mặn vùng
ven biển tỉnh Nghệ An.
- Xác định ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số loại hình sử dụng đất
nơng nghiệp vùng ven biển tỉnh Nghệ An
- Đề xuất các giải pháp thích ứng và giảm thiểu rủi ro.
Nghiên cứu đã sử dụng mơ hình MIKE11, MIKE 21, MIKE COUPLE để đánh giá
các tác động của xâm nhập mặn và cơng cụ ArcGIS để phân tích, biểu diễn về mặt
khơng gian. Bên cạnh đó, các phương pháp truyền thống cũng được áp dụng
linh hoạt để có được kết quả chính xác và khách quan. Cụ thể, luận văn đã sử dụng
kết hợp phương pháp kế thừa, phương pháp thống kê, phương pháp phân tích
tổng hợp, và phương pháp chuyên gia.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Luận văn đã thiết lập mơ hình thủy động lực và lan truyền mặn, tính tốn
xâm nhập mặn cho các sơng ven biển tỉnh Nghệ An. Qua đó xác định được ranh
giới xâm nhập mặn trên các sông, thành lập bản đồ ranh giới xâm nhập mặn và
đánh giá được tác động của xâm nhập mặn đến toàn bộ đất nông nghiệp vùng ven
biển của tỉnh, đưa ra một cái nhìn tổng thể về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội,
thực trạng xâm nhập mặn vùng ven biển tỉnh Nghệ An hiện tại và trong tương lai.


1

MỞ ĐẦU
Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang diễn ra phức tạp và khó lường. Hiện tượng
xâm nhập mặn cũng ngày càng nghiêm trọng, đe dọa đến sản xuất và cuộc sống
của người dân các huyện ven biển cả nước nói chung và tỉnh Nghệ An nói riêng.
Trong khi đó, các nghiên cứu về xâm nhập mặn tại lưu vực sông Cả hiện nay
chưa nhiều. Các nghiên cứu mới chỉ tập trung vào vấn đề xâm nhập mặn trên dịng
chính với mơ hình thủy lực một chiều, chưa đưa ra được bức tranh tổng thể về
hiện trạng xâm nhập mặn của toàn bộ khu vực ven biển tỉnh Nghệ An.
Trước thực trạng đó, luận văn này mở rộng phạm vi nghiên cứu, tập trung
nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH và nước biển dâng đến xâm nhập mặn
toàn bộ hệ thống sông và vùng đất ven biển Nghệ An trong bối cảnh BĐKH.
Mục tiêu nghiên cứu bao gồm:
- Nghiên cứu, đánh giá tác động của BĐKH và nước biển dâng đến xâm nhập
mặn tại vùng ven biển tỉnh Nghệ An.
- Xác định được ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến một số loại hình sử dụng
đất nơng nghiệp tỉnh nghệ An.
- Đề xuất các giải pháp thích ứng và giảm thiểu rủi ro.
Phạm vi nghiên cứu:
- Phạm vi về không gian: Khu vực nghiên cứu thuộc đồng bằng ven biển tỉnh
Nghệ An, bao gồm diện tích của các phường, xã, thị trấn thuộc các huyện Quỳnh

Lưu, Diễn Châu, Nghi Lộc, thị xã Cửa Lò và thành phố Vinh.
- Phạm vi về thời gian: xét đến 2100.
Phương pháp nghiên cứu:
- Cách tiếp cận:
+ Tiếp cận định tính và định lượng: Việc phân tích định lượng được thực hiện
sau q trình phân tích định tính nhằm xác định xu thế của xâm nhập mặn
trong quan hệ với các nhân tố ảnh hưởng.
+ Tiếp cận lịch sử và logic: Tiếp cận, thực hiện thu thập thông tn, tài liệu lịch


2

sử về xâm nhập mặn đã xảy ra trên lưu vực sông bằng nhiều phương pháp
khác nhau (xem xét số liệu thứ cấp, điều tra/ phiếu câu hỏi,…), từ đó nhận biết quy
luật logic tất yếu của quá trình xâm nhập mặn.
+ Tiếp cận theo lưu vực sông: Tiến hành nghiên cứu xâm nhập mặn trên phạm
vi lưu vực sông gắn liền với các đặc trưng của lưu vực sông cũng như các hoạt động
kinh tế - xã hội trên lưu vực sơng.
+ Tiếp cận nhân – quả: Phân tích xem xét đối tượng trên cơ sở phân tích
nguyên nhân – kết quả. Một nguyên nhân có thể dẫn đến 1 hậu quả duy nhất
nhưng cũng có thể dẫn đến một số hậu quả khác nhau. Ngược lại, có thể nhiều
nguyên nhân mới dẫn đến 1 hậu quả. Tiến hành phân tích nguyên nhân khác nhau
gây ra xâm nhập mặn trên lưu vực sơng.
+ Tiếp cận phân tích, tổng hợp: Việc nghiên cứu, đánh giá xâm nhập mặn thông
qua mô hình hóa, vì vậy việc tếp cận phân tích tổng hợp nhằm đưa ra được các lựa
chọn chính xác và phù hợp với điều kiện sẵn có của địa phương.
- Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng :
+ Phương pháp kế thừa
Tiếp thu và sử dụng có chọn lọc kết quả nghiên cứu và thành tựu khoa học
công nghệ của các tác giả trong và ngoài nước đã nghiên cứu về những vấn đề có

liên quan đến mơ phỏng xâm nhập mặn.
+ Phương pháp thống kê: Thu thập số liệu, Phân tích đánh giá và tổng hợp tài
liệu để từ đó rút ra các cơ sở khoa học và khả năng ứng dụng vào thực tễn. Đề
tài đã tến hành thu thập, xử lý tổng hợp số liệu liên quan đã có tại các cơ quan,
ban, ngành của tỉnh Nghệ An và các đơn vị khác (Viện, trường nghiên cứu,
Bộ/ngành ở Trung ương). Nguồn số liệu dữ liệu thu thập bao gồm các số liệu định
kỳ (quan trắc, thống kê định kỳ...)
+ Phương pháp phân tích tổng hợp
Việc nghiên cứu diễn biến q trình xâm nhập mặn có liên quan đến nhiều
yếu tố như kỹ thuật, kinh tế, xã hội..., đặc biệt đối với dân cư khu vực ven biển, vì
vậy việc phân tích tổng hợp là cần thiết đối với nghiên cứu này


3

+ Phương pháp chuyên gia
Chuyên gia là những nhà nghiên cứu, nhà khoa học có nhiều cơng trình nghiên
cứu và kinh nghiệm trong việc tính tốn ranh giới xâm nhập mặn, những ý kiến
đóng góp của họ rất quý báu trong việc đưa ra các giải pháp, phương án, hướng
nghiên cứu… trong vấn đề xâm nhập mặn.
+ Phương pháp mô hình tốn thủy văn, thủy lực
Ứng dụng mơ hình tốn vào nghiên cứu mơ phỏng diễn biến q trình xâm
nhập mặn là u cầu cần thiết bởi mơ hình tốn có những thế mạnh trong việc giải
quyết các bài tốn hệ thống
Nghiên cứu đã sử dụng mơ hình MIKE11, MIKE 21 để đánh giá các tác động
của xâm nhập mặn và cơng cụ ArcGIS để phân tích, biểu diễn về mặt khơng gian.
Bên cạnh đó, các phương pháp truyền thống cũng được áp dụng linh hoạt để
có được kết quả chính xác và khách quan. Cụ thể, luận văn đã sử dụng kết hợp
phương pháp kế thừa, phương pháp thống kê, phương pháp phân tích tổng hợp,
và phương pháp chuyên gia.

Bố cục của luận văn được chia làm ba chương:
- Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu
- Chương 2: Phương Pháp nghiên cứu
- Chương 3: Nghiên cứu, đánh giá tác động của BĐKH và nước biển dâng đến
xâm nhập mặn vùng ven biển tỉnh Nghệ An.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Các khái niệm liên quan
1.1.1 Biến đổi khí hậu
BĐKH là sự thay đổi của khí hậu trong một khoảng thời gian dài do tác động
của điều kiện tự nhiên và hoạt động của con người, biểu hiện bởi sự nóng lên tồn
cầu, mực nước biển dâng và gia tăng các hiện tượng khí tượng thủy văn cực đoan
[1].
1.1.2 Nước biển dâng
Nước biển dâng là sự dâng lên của mực nước của đại dương trung bình do
tác động của BĐKH, trong đó khơng bao gồm triều cường, nước dâng do bão và các
tác động tự nhiên khác [1].
1.1.3 Kịch bản BĐKH
Kịch bản BĐKH là giả định có cơ sở khoa học và có tính tn cậy về xu hướng
trong tương lai của khí hậu dựa trên mối quan hệ giữa hoạt động kinh tế - xã hội,
phát thải khí nhà kính, BĐKH và nước biển dâng [1].
1.1.4 Độ mặn
Độ mặn là lượng muối Natriclorua (NaCl) tính ra gam có trong một 1000 gam
nước ở điều kiện bình thường (‰ hay g/l) [3].
1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.2.1 Tổng quan kết quả nghiên cứu quốc tế
Hầu hết các quốc gia phát triển có biển trên thế giới đã mở rộng kiểm

sốt xâm nhập mặn với các cơng cụ phần mềm linh hoạt có mục têu hỗ trợ cơng
tác dự báo tình hình xâm nhập mặn vùng ven biển.
Tại nhiều nước, rất nhiều các công cụ hỗ trợ nhằm giám sát, kiểm sốt độ
mặn lồng ghép trong chương trình giám sát chất lượng nước được xây dựng. Từ
những năm 1990, để kiểm sốt mặn trên sơng với mục têu quản lý tổng hợp tài
nguyên nước ở Tây Ban Nha đã sử dụng rộng rãi bộ công cụ hỗ trợ ra quyết định
(DSS) ở các cơ quan quản lý lưu vực sông. DSS ứng dụng cơ sở dữ liệu GIS và thể
hiện sự


5

xâm nhập nước mặn trên Website nhằm giúp các chính quyền địa phương đưa
ra
quyết định tốt hơn về sử dụng nước ở các khu vực dễ bị tổn thương do nước mặn.
Australia và Hoa Kỳ là hai quốc gia đi đầu trong việc kiểm soát xâm nhập


6

mặn.
Australia kiểm sốt khá tốt tình trạng xâm nhập mặn vào hệ thống sơng ngịi
một cách có hiệu quả. Chính phủ Australia đã triển khai dự án Flowtube. Đây là dự
án Dự báo khô hạn và xâm nhập mặn bằng mơ hình Flowtube. Trên cơ sở dữ liệu đã
được hệ thống hóa, mơ hình Flowtube dự báo xâm nhập mặn và đề xuất các giải
phòng tránh đã được xây dựng trong Kế hoạch hành động cụ thể cho từng khu
vực. Mơ hình tỏ ra rất hiệu quả trong việc đánh giá nhanh chóng tình trạng xâm
nhập mặn và đề xuất các giải pháp ứng phó.Tuy nhiên việc sử dụng mơ hình này
địi hỏi chun gia kỹ thuật máy tính có trình độ cao. Trường Đại học
Melbourne (UniMelb) đã phát triển giao diện chương trình Flowtube trên mơi

trường Windows dễ khai thác, sử dụng và đã được ứng dụng cho nhiều lưu vực
sông khác [24].
Tại Hoa kỳ, việc xây dựng các hệ thống kiểm soát mặn đối với các khu vực
ven biển đã được nước này quan tâm thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20
như hệ thống kiểm sốt mặn của lưu vực sơng Colorado, Kiểm sốt
mặn Montana...Quốc gia này đã xây dựng được một số mơ hình và dự án như [25]:
- Hệ thống mơ hình mơ phỏng độ mặn trong hệ thống sông Colorado với các
kịch bản phát triển (được trình bày trên Forum Workgroup) có các tiêu chí phù hợp
với điều kiện phát triển bền vững của lưu vực. Mơ hình CRSs và số liệu quan trắc
độ mặn trực tếp trên sông được cập nhật trên website r.
Gov/lc/region/g4000/NaturalFlow/index.html) cùng với cơ sở dữ liệu GIS có sẵn,
xây dựng được các bản tn dự báo diễn biến xâm nhập mặn trên các sông. Bên
cạnh các bản tn dự báo (ngắn hạn và dài hạn) về diễn biến độ mặn nước sơng, mơ
hình cũng ước tính định lượng thiệt hại kinh tế do xâm nhập mặn gây ra ở ba địa
điểm đại diện cho các khu vực đặc thù ở vùng hạ lưu sông Colorado. Để tăng độ
tn cậy của các kết quả dự báo, các mô hình này sẽ được định kỳ xem xét đánh giá
3 năm/lần.


- Xây dựng các dự án cải thiện chất lượng nước (tập trung vào độ mặn) với
têu chí được xem xét là độ mặn lịch sử quan trắc được trong thời kỳ 1980-2010.
Sử dụng mơ hình CRSs để đánh giá hiệu quả kinh tế của các dự án nhằm xác định
tính đúng đắn của mơ hình.
Hiệp hội Kiểm sốt mặn Montana (Montana Salinity Control Associaton MSCA) là một tổ chức được thành lập từ những năm 1930 nhằm cung cấp hỗ trợ kỹ
thuật chuyên gia trong việc kiểm soát mặn với sứ mạng “Trao quyền cho người dân
để nâng cao năng suất dài hạn và chất lượng của tài nguyên đất và nước” [25].
Do sự phát triển rất nhanh của cơng nghệ tính tốn thuỷ văn, thuỷ lực,
hiện trên thế giới xuất hiện nhiều mơ hình đa chức năng trong đó các mơ đun tính
sự lan truyền chất ơ nhiễm và xâm nhập mặn là thành phần không thể thiếu. Trong
số đó, nhiều mơ hình được mua, chuyển giao dưới nhiều hình thức vào Việt Nam.

Một số mơ hình têu biểu: MIKE 11(Đan Mạch), HEC-RAS QUAL2E, WASPS (Mỹ)...
đều có các mơ đun tính tốn lan truyền xâm nhập mặn nhưng chưa được sử dụng
hoặc mới chỉ sử dụng ở mức thử nghiệm.
1.2.2. Tổng quan kết quả nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, nghiên cứu xâm nhập mặn đã được quan tâm từ những năm
60 với việc tiến hành quan trắc độ mặn ở hai vùng Đồng bằng sông Hồng và sông
Cửu Long. Đối với Đồng bằng sông Cửu Long, do đặc điểm địa hình (khơng có đê
bao) và mức độ ảnh hưởng có tính quyết định đến sản xuất nơng nghiệp ở vựa lúa
quan trọng nhất toàn quốc nên việc nghiên cứu xâm nhập mặn ở đây được chú ý
nhiều hơn, đặc biệt là thời kỳ sau năm 1976.
1.2.2.1 Tình hình nghiên cứu đối với khu vực Đồng bằng sơng Cửu Long
Năm 1973: Uỷ hội sơng Mê Cơng đã có những nghiên cứu, tính tốn về xác
định ranh giới xâm nhập mặn theo phương pháp thống kê trong hệ thống kênh
rạch thuộc 9 vùng cửa sông thuộc Đồng bằng sông Cửu Long. Các kết quả tính tốn
từ chuỗi số liệu thực đo đã lập nên bản đồ đẳng trị mặn với hai chỉ têu cơ bản
1‰ và
4 ‰ cho toàn khu vực đồng bằng trong các tháng từ tháng XII đến tháng IV.
Năm 1980, dưới sự tài trợ của Ban Thư ký Uỷ ban sông Mê Công, chúng ta


bắt đầu triển khai dự án nghiên cứu xâm nhập mặn đồng bằng sơng Cửu Long. Các
mơ hình được thực hiện trong khuôn khổ dự án này đã được ứng dụng vào việc
nghiên cứu quy hoạch phát triển châu thổ sơng Cửu Long, tính tốn hiệu quả các
cơng trình chống xâm nhập mặn ven biển để tăng vụ và mở rộng diện tích nơng
nghiệp trong mùa khơ, dự báo xâm nhập mặn dọc sơng Cổ Chiên. Kỹ thuật chương
trình của mơ hình trên đã được phát triển thành một phần mềm hồn chỉnh để
cài đặt trong máy tính như một phần mềm chun dụng [17].
Bên cạnh đó, các mơ hình thủy lực mạng sơng kết hợp tính tốn xâm nhập
triều mặn như VRSAP, MEKSAL, FWQ87, SAL, SALMOD, HYDROGIS...đã được
xây dựng thành công bởi các nhà khoa học têu biểu như cố giáo sư Nguyễn Như

Khuê, Nguyễn Ân Niên, Nguyễn Tất Đắc, Nguyễn Văn Điệp, Nguyễn Minh Sơn, Trần
Văn Phúc, Nguyễn Hữu Nhân,…Bước đầu một số mơ hình đã được thử nghiệm
ứng dụng dự báo xâm nhập mặn.
Sử dụng các mô hình: SAL (Nguyễn Tất Đắc), VRSAP (Nguyễn Như Khuê), KOD
(Nguyễn Ân Niên) và HydroGis (Nguyễn Hữu Nhân) để dự báo xâm nhập mặn
cho một số sơng chính theo các thời đoạn dài hạn (6 tháng), ngắn hạn (nửa tháng)
và cập nhật (ngày), Lê Sâm đã có các nghiên cứu tương đối toàn diện về tác động
ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến quy hoạch sử dụng đất cho khu vực Đồng bằng
sơng Cửu Long. Kết quả của đề tài góp phần quy hoạch sử dụng đất vùng ven biển
thuộc đồng bằng sơng Cửu Long và các lợi ích khác về kinh tế - xã hội.
Như vậy, với những nỗ lực khơng ngừng, các nhà khoa học trong nước đã tìm
tịi và đưa ra các cơng trình nghiên cứu có đóng góp đáng kể về mặt khoa học, tạo
tền đề cho việc nghiên cứu xâm nhập mặn bằng phương pháp mô hình tốn tại
Việt Nam.
1.2.2.2 Tình hình nghiên cứu đối với khu vực Đồng bằng Bắc Bộ
Trong phạm vi khu vực Đồng bằng Bắc Bộ hiện nay, đã có một số cơng trình
nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến mơi trường nước, môi trường đất và
những ảnh hưởng đến nông nghiệp. Dưới đây là một số nghiên cứu điển hình về
hướng nghiên cứu này.


Đề tài “Đánh giá tác động của BĐKH và nước biển dâng đến hệ thống hạ tầng
kỹ thuật đô thị” của Lưu Đức Cường đã đánh giá được những tác động của BĐKH
tới hạ tầng kỹ thuật tại các đô thị - mật độ dân số và hạ tầng cao và các hoạt động
phát triển KT-XH, trợ giúp cơ quan quản lý nhà nước trung ương cũng như địa
phương có kế hoạch hành động ưu tên ứng phó với BĐKH và NBD trong xây
dựng, quy hoạch hạ tầng kỹ thuật đô thị trước những thách thức ngày càng gia
tăng của BĐKH.
Vũ Thế Hải và nhóm nghiên cứu (2011) trong nghiên cứu: "Nghiên cứu đề
xuất các giải pháp thủy lợi kết hợp nơng nghiệp để ứng phó với hạn hán và xâm

nhập mặn tại các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Hồng" đã đưa ra được các giải
pháp thủy lợi kết hợp nơng nghiệp để ứng phó với hạn hán và xâm nhập mặn tại
các tỉnh ven biển Đồng bằng sông Hồng. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chưa đưa
yếu tố nước biển dâng ứng với điều kiện BĐKH góp phần làm thúc đẩy và tăng
cường quá trình xâm nhập mặn tại khu vực ven biển Đồng bằng sông Hồng [13].
Công trình nghiên cứu của Vũ Hồng Hoa "Nghiên cứu, dự báo xu thế diễn
biến xâm nhập mặn do nước biển dâng cho vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ"đã lồng
ghép được yếu tố nước biển dâng trong vai trị góp phần vào quá trình xâm
nhập mặn đối với các cửa sông ven biển Bắc Bộ, kết quả chưa đưa được các giải
pháp để làm giảm quá trình xâm nhập mặn đối với khu vực này khi xét đến ảnh
hưởng của BĐKH [14].
Đề tài "Nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp giảm
thiểu mặn, cấp nước cho Đồng bằng sơng Hồng - sơng Thái Bình trong mùa cạn"
của Đỗ Thị Bính đã đưa ra các đánh giá về xâm nhập mặn cho vùng Đồng bằng
sông Hồng - sơng Thái Bình và đề xuất được các giải pháp nhằm giảm thiểu mặn
cho khu vực này trong mùa cạn [10]. Trong nghiên cứu này tác tác mới chỉ đánh giá
được sự xâm nhập mặn điển hình và mạnh trong mùa cạn (do thiếu nước từ
thượng nguồn) chưa xét đến ảnh hưởng của yếu tố nước biển dâng trong điều kiện
BĐKH.
Đề tài: "Nghiên cứu, xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác và bảo vệ đất cho
cây trồng chủ lực tại các vùng Đồng bằng dưới ảnh hưởng của BĐKH". Chủ nhiệm